(57)【要約】【課題】制御用マイコンの出力ポートからの電圧を基準電圧に使用することで、定電圧回路内の基準部の部品及びスイッチング部の部品を削減した、省スペース、省コストな定電圧回路を提供する。【解決手段】制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子を介してオン・オフの制御を行うスイッチング機構を有する定電圧回路２０において、定電圧回路２０のオン・オフを制御する制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子からの出力電圧により、定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃを得るようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力ポートを有する制御用マイコンと、所定の定電圧により作動する電子機器回路と、前記電子機器回路ごとに適正かつ安定した出力電圧を供給する定電圧回路と、前記定電圧回路内で前記出力電圧を検出する検出部と、前記定電圧回路に常に一定の電圧を示す基準電圧と、前記定電圧回路内で前記出力電圧と前記基準電圧とを比較する比較部と、前記定電圧回路内で前記比較部の結果から一定の電圧を出力するように制御する制御部と、前記制御用マイコンの出力ポートもしくは制御素子を介してオン・オフの制御を行うスイッチング機構を有する定電圧回路において、定電圧回路のオン・オフを制御する制御用マイコンの出力ポートもしくは制御素子からの出力電圧により、定電圧回路の基準電圧を得るようにしたことを特徴とする定電圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器回路に一定電圧を供給する定電圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
定電圧回路は電源からの入力電圧を変動の少ない一定の電圧として出力するものであり、その出力する電圧値は供給する電気機器回路によって異なるため、通常１つの電子機器回路に対し１つの定電圧回路が必要となる。
【０００３】
また、従来の定電圧回路１９の構成は、図５に示されるように、入力電圧Ｖｉから出力電圧Ｖｏを出力し、その出力電圧Ｖｏを検出する検出部２１と、常に一定の基準電圧Ｖｃを示す基準部２２と、出力電圧Ｖｏと基準電圧Ｖｃとを比較する比較部２３と、比較部２３の結果から出力電圧Ｖｏを一定にするように制御する制御部２４とで構成されており、基準部において基準電圧を得るためには、例えばツェナーダイオードを使用する方法が広く用いられている。
【０００４】
一般に、車載用の電子機器回路に一定電圧を供給する定電圧回路は、制御用マイコンや複数の電子機器回路などと共にメイン基板に搭載されており、メイン基板上に搭載されている電子機器回路もしくはコネクタやケーブルを介して接続されている電子機器回路にそれぞれ適正な一定電圧を供給している。これら定電圧回路は電子機器回路が使用されない時には、車載バッテリー等の電力消費を抑えるために電子機器回路への電力供給をストップする必要があり、この定電圧回路のオン・オフの制御は、図６に示されるように、制御用マイコン１１から出力ポート１０を介して各定電圧回路に設置されたスイッチング回路２５で行われる場合が多い。
【０００５】
ところで、公知の定電圧回路として、下記［特許文献１］の考案には、図７に示されるように、１つの差動増幅回路で複数の定電圧を得ることができる回路構成が開示されている。
【０００６】
この［特許文献１］の考案では、検出部・比較部・制御部をＭＯＳトランジスタ１０６、１０７、１０９、１１０で構成されている差動増幅部と出力ＭＯＳトランジスタ１１１で行い、基準電圧Ｖｃとから第一の出力電圧Ｖｏ１を出力する。第二の出力電圧Ｖｏ２を出力する場合には、基準電圧Ｖｃ及びＭＯＳトランジスタ１０６、１０９、１１０は前記第一出力回路と共用し、新たにＭＯＳトランジスタ１０８、１１３を中心に構成される第二の出力回路を付加することにより行う。また、これら複数の定電圧回路の制御はパルス信号１１８とインバータ１１９、定電圧回路ごとのスイッチングトランジスタ１１２、１１４により時分割にて行う。尚、この考案において、基準電圧に関する記載は基準電圧Ｖｃの記述があるのみで、基準電圧Ｖｃを得る方法については特段の記載はない。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１１４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように定電圧回路は電子機器回路ごとに必要なものであるが、特に車両に設置される電子機器は、カーオーディオシステムやカーナビゲーションシステムなどが例に挙げられるように近年増加傾向にあり、それに伴い定電圧回路の数も必然的に増加していくこととなる。このため、複数の定電圧回路が基板上のスペースを圧迫する、定電圧回路の増加に伴う部品コストがアップするといった課題ある。
【０００９】
上記課題に対する対策のひとつに、複数の定電圧回路を内蔵したマルチ電源ＩＣの利用があるが、このマルチ電源ＩＣは発熱量が大きいため周辺回路に悪影響を及ぼす他、基板上での配置が自由に行えないこと、マルチ電源ＩＣの出力電圧、出力数と要求される出力電圧、出力数とが必ずしも合致せず応用性に欠けるなどの課題がある。
【００１０】
また、上記［特許文献１］に記載された定電圧回路においては、１つの基準電圧、１つの差動増幅回路により、複数の定電圧出力が得られる回路構成となっているが、それぞれの出力回路を時分割で制御しているため、時分割を行うためのパルス信号１１８、インバータ１１９、スイッチング用トランジスタ１１２、１１４等が必要となり省スペース、省コストの効果は小さい上、回路が複雑化するという課題がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、定電圧回路のオン・オフを制御する制御用マイコンの出力ポートもしくは制御素子からの電圧を基準電圧に使用することで、回路を複雑化することなく、定電圧回路内の基準部の部品及びスイッチング部の部品を削減した、省スペース、省コストな定電圧回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、出力ポート１０を有する制御用マイコン１１と、所定の定電圧により作動する電子機器回路１３と、前記電子機器回路１３ごとに適正かつ安定した出力電圧Ｖｏを供給する定電圧回路２０と、前記定電圧回路２０内で前記出力電圧Ｖｏを検出する検出部２１と、前記定電圧回路２０に常に一定の電圧を示す基準電圧Ｖｃと、前記定電圧回路２０内で前記出力電圧Ｖｏと前記基準電圧Ｖｃとを比較する比較部２３と、前記定電圧回路２０内で前記比較部２３の結果から一定の電圧を出力するように制御する制御部２４と、前記制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子を介してオン・オフの制御を行うスイッチング機構を有する定電圧回路２０において、定電圧回路２０のオン・オフを制御する制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子からの出力電圧により、定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃを得るようにしたことを特徴とする定電圧回路２０を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る定電圧回路は、上記のような構成のため、
（１）定電圧回路を構成する主な構成要素の一つである基準部の部品と定電圧回路のオン・オフを行うスイッチング部の部品をなくすことができ、従来の定電圧回路に比べ省スペース化、省コスト化が可能となる。
（２）従来の定電圧回路に大幅な変更を行わず、回路構成も複雑化しないため、回路設計が容易で、かつ部品数の減少により回路設計の自由度が向上する。
（３）従来の定電圧回路より部品数が少なくなるため、定電圧回路の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る定電圧回路の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る定電圧回路、制御用マイコン及び電子機器回路のブロック図である。図２は本発明に係る定電圧回路、制御用マイコン及び電子機器回路のブロック図で出力ポートから複数の定電圧回路に並列に接続したものである。図３は本発明に係る定電圧回路の実施例１の回路図である。図４は本発明に係る定電圧回路の実施例２の回路図である。
【００１６】
図１乃至図４に示される定電圧回路２０は、出力ポート１０を有する制御用マイコン１１と、所定の定電圧により作動する電子機器回路１３と、前記電子機器回路１３ごとに適正かつ安定した出力電圧Ｖｏを供給する定電圧回路２０と、前記定電圧回路２０内で前記出力電圧Ｖｏを検出する検出部２１と、前記定電圧回路２０に常に一定の電圧を示す基準電圧Ｖｃと、前記定電圧回路２０内で前記出力電圧Ｖｏと前記基準電圧Ｖｃとを比較する比較部２３と、前記定電圧回路２０内で前記比較部２３の結果から一定の電圧を出力するように制御する制御部２４と、前記制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子を介してオン・オフの制御を行うスイッチング機構を有する定電圧回路２０において、定電圧回路２０のオン・オフを制御する制御用マイコン１１の出力ポート１０もしくは制御素子からの出力電圧により、定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃを得るようにした構成を特徴とする。
【００１７】
まず、本発明である定電圧回路２０、制御用マイコン１１及び電子機器回路１３の動きを、図１に基づいて説明する。入力電圧Ｖｉが供給されると定電圧回路１９’が稼動して、制御用マイコン１１に定電圧Ｖｏ３が供給され、制御用マイコン１１が稼動する。この時、定電圧回路２０は基準電圧Ｖｃが供給されていないため稼動しない。定電圧回路１９’は本発明の定電圧回路ではなく従来の構成の定電圧回路であるが、通常制御用マイコンが要求する電圧範囲は一般の電子機器回路よりも狭いため、制御用マイコン１１に電圧を供給する定電圧回路１９’は特に高精度のものが使用される。制御用マイコン１１が電子機器回路１３を稼動させる場合には、稼動させる電子機器回路１３に対応する出力ポート１０に一定の電圧を出力する。これは、それぞれの電子機器回路１３に対して各々の出力ポート１０で独立して制御が可能である。前記の出力ポート１０から出力された電圧は対応する定電圧回路２０に入力される。この時、前記の出力ポート１０はＣＭＯＳ回路で構成されているため、定電圧回路２０に入力される電圧は高精度の定電圧回路１９’から供給される定電圧Ｖｏ３と同等であり、定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃになりうる。定電圧回路２０は基準電圧Ｖｃが入ることで機能し、一定電圧Ｖｏを対応する電子機器回路１３に出力することでこれを稼動する。尚、出力電圧Ｖｏは電子機器回路１３の要求する電圧値によって、定電圧回路２０ごとに異なる値をとる。出力電圧Ｖｏの変更は定電圧回路２０内の検出部２１を構成する複数の抵抗値の比率を変えることにより行う。
【００１８】
また、出力ポート１０と定電圧回路２０との接続は、図２に示されるように、１つの出力ポート１０から複数の定電圧回路２０に並列に接続することが可能である。ただし、この接続方式では１つの出力ポート１０に並列接続された複数の定電圧回路２０を個々にオン・オフ制御することはできない。
【実施例１】
【００１９】
次に、本発明に係る定電圧回路の第一の実施例を図３に基づいて説明する。定電圧回路２０をオンする時は、制御用マイコン１１が出力ポート１０に一定電圧を出力する。この電圧は前述のとおり定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃとなる。基準電圧ＶｃがトランジスタＱ３のエミッタにかかると、Ｒ２を介してトランジスタＱ３のベースに電流が流れ、トランジスタＱ３がＯＮになる。トランジスタＱ３がＯＮになると、トランジスタＱ３にコレクタ電流が流れ、トランジスタＱ２がＯＮになり、入力電圧ＶｉからＲ４、Ｒ３を介してトランジスタＱ２にコレクタ電流が流れると共にトランジスタＱ１がＯＮとなる。トランジスタＱ１がＯＮとなると、入力電圧ＶｉからトランジスタＱ１を介し電子機器回路１３の要求する一定の出力電圧Ｖｏが出力される。定電圧回路２０をオフする時は、制御用マイコン１１が出力ポート１０の電圧を０Ｖとすることで、定電圧回路２０のトランジスタＱ３、Ｑ２、Ｑ１がＯＦＦになり、出力電圧Ｖｏの出力は停止される。
【００２０】
ここで、定電圧回路２０がＯＮの時に出力電圧Ｖｏが電子機器回路の要求電圧よりも増加した場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタＱ３のベース電圧が上がり、基準電圧Ｖｃとの電位差が小さくなるため、トランジスタＱ３はコレクタ電流を減少させるように働き、それと連動してトランジスタＱ２、Ｑ１のコレクタ電流も減少し、出力電圧Ｖｏが減少する。また、出力電圧Ｖｏが電子機器回路の要求電圧よりも減少した場合は、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタＱ３のベース電圧が下がり、基準電圧Ｖｃとの電位差が大きくなるため、トランジスタＱ３、Ｑ２、Ｑ１のコレクタ電流は増加する方向に働き、その結果出力電圧Ｖｏは増加する。これら一連の動作により出力電圧Ｖｏは一定の電圧を保つことができる。尚、前述したように出力電圧Ｖｏの値は分圧回路を構成する抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値の比率を変化させることで自由に設定が可能である。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明に係る定電圧回路で差動増幅回路有する第二の実施例を図４に基づいて説明する。定電圧回路２０をオンする時は、制御用マイコン１１が出力ポート１０に一定電圧を出力する。この電圧はトランジスタＱ５のベース抵抗Ｒ５を介して定電圧回路２０の基準電圧Ｖｃ’となり、トランジスタＱ５をＯＮする。トランジスタＱ５がＯＮになるとトランジスタＱ４のベース抵抗Ｒ７、Ｒ８を介してトランジスタＱ５にコレクタ電流が流れ、それと同時にトランジスタＱ４がＯＮとなる。トランジスタＱ４がＯＮとなると、入力電圧ＶｉからトランジスタＱ４を介して電子機器回路１３の要求する一定の出力電圧Ｖｏが出力される。また、トランジスタＱ４がＯＮとなることで、抵抗Ｒ１０を介してトランジスタＱ６がＯＮとなりコレクタ電流が保護抵抗Ｒ６を介してトランジスタＱ６に流れる。尚、Ｒ９はトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタ抵抗である。定電圧回路２０をオフする時は、制御用マイコン１１が出力ポート１０の電圧を０Ｖとすることで、定電圧回路２０のトランジスタＱ５、Ｑ４、Ｑ６がＯＦＦになり、出力電圧Ｖｏの出力は停止される。
【００２２】
ここで、定電圧回路２０がＯＮの時に出力電圧Ｖｏが電子機器回路の要求電圧よりも増加した場合、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を介してトランジスタＱ６のベース電圧が上がる。トランジスタＱ６のベース電圧が上がるとトランジスタＱ６、Ｑ５のエミッタ電圧も上昇し、トランジスタＱ５のエミッタ電圧と基準電圧Ｖｃ’との電位差が小さくなるため、トランジスタＱ５はコレクタ電流を減少させるように働く。トランジスタＱ５のコレクタ電流が減少すると、トランジスタＱ４のコレクタ電流も減少し、出力電圧Ｖｏが減少する。また、出力電圧Ｖｏが電子機器回路の要求電圧よりも減少した場合は、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を介してトランジスタＱ６のベース電圧が下がり、トランジスタＱ６、Ｑ５のエミッタ電圧も低下し、トランジスタＱ５のエミッタ電圧と基準電圧Ｖｃ’との電位差が大きくなるため、トランジスタＱ５、Ｑ４のコレクタ電流は増加する方向に働き、その結果出力電圧Ｖｏは増加する。これら一連の動作により出力電圧Ｖｏは一定の電圧を保つことができる。尚、出力電圧Ｖｏの値は分圧回路を構成する抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の抵抗値の比率を変化させることで自由に設定が可能である。
【００２３】
また、この実施例においては、トランジスタＱ５、Ｑ６は同一なものを用いて差動回路を構成している。このため、両トランジスタ間で温度変化に伴う特性変化が相殺され、温度変化による出力電圧Ｖｏの変動を低く抑えることができる。
【００２４】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更して実施することができる。用途としては、車載用の他その他の電子機器等にも適用可能である。
【００２５】
また、基準電圧Ｖｃを得る手段にとして、前述の実施例では制御用マイコンの出力ポートを使用した形態を説明したが、基準電圧Ｖｃになりうる一定電圧を出力し、且つオン・オフを制御できる素子であれば、例えばトランジスタ等による構成回路や、機械的なスイッチング回路等を本発明の基準電圧Ｖｃを得る手段とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る定電圧回路、制御用マイコン及び電子機器回路のブロック図である。
【図２】本発明に係る定電圧回路、制御用マイコン及び電子機器回路のブロック図で出力ポートから複数の定電圧回路に並列に接続したものである。
【図３】本発明に係る定電圧回路の実施例１の回路図である。
【図４】本発明に係る定電圧回路の実施例２の回路図である。
【図５】従来の定電圧回路の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の定電圧回路、制御用マイコン及び電子機器回路のブロック図である。
【図７】［特許文献１］に記載された公知技術の定電圧回路の回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    出力ポート
１１    制御用マイコン
１３    電子機器回路
１９・１９’    従来の定電圧回路
２０    本発明の定電圧回路
２１    定電圧回路を構成する検出部
２２    定電圧回路を構成する基準部
２３    定電圧回路を構成する比較部
２４    定電圧回路を構成する制御部
２５    定電圧回路をオン・オフするスイッチング部
１０６〜１１４    ＭＯＳトランジスタ
１１８    パルス信号
１１９    インバータ
Ｖｉ    入力電圧
Ｖｃ・Ｖｃ’    基準電圧
Ｖｏ・Ｖｏ１・Ｖｏ２    出力電圧
Ｖｏ３    制御マイコン用出力電圧
Ｒ１〜Ｒ１１    抵抗器
Ｑ１〜Ｑ６    トランジスタ
Ｃ    電解コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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